活性污泥法影響因素即運行參數(shù).ppt

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4.2活性污泥凈化反應影響因素與設計、運行參數(shù),一、影響因素（營養(yǎng)、DO、pH、Temp、有毒物質etc.）二、主要設計、運行參數(shù)1.表示曝氣池中混合液活性污泥數(shù)量的指標：MLSS、MLVSS2.表示二沉池活性污泥的沉降性能的指標：SV、SVI3.污泥齡θC4.污泥負荷－－曝氣池中有機物與活性污泥比值的指標NS、NV5.有機污染物降解與活性污泥增長—活性污泥凈增值量6.有機污染物降解與需氧—曝氣池內(nèi)混合液需氧量O2,一、影響因數(shù)1.營養(yǎng)物質：碳源、氮源、無機鹽類、某些生長素1）碳源：組成生物細胞的主要物質，對碳源的需求量較大，一般BOD5≥100mg/L2）氮源：組成細胞的重要元素，其需要量按BOD：N=100：5考慮3）鹽類：必不可少（1）主要的無機鹽類P：按BOD5:N:P=100:5:1考慮，它是微生物需要量最多的無機元素，約占全部無機鹽元素的50%還有K、Ca、Fe、S等無機元素（2）微量無機元素（3）對于生活污水，BOD5:N:P的比值為100:5:1，但經(jīng)沉淀池處理后比值提高，能達到BOD5:N:P=100:20:25,,3．DO——溶解氧1）曝氣池在穩(wěn)定運行時，微生物的耗氧速率（Rr即需氧速率）＝曝氣器的供氧速率,，其池中的溶解氧DO不變。,2）曝氣池中DO濃度大小將取決于：（1）生物絮體的大?。阂笊镄躞w大，則要求DO濃度高，DO才能擴散轉移到生物絮體內(nèi)部,反之則不能。對此要求DO濃度不低于2mg/L左右為好。,（2）考慮沖擊負荷與中毒的影響，以便于操作以了解供氧量的變化,沖擊負荷,DO突然↓,急性中毒,慢性中毒,DO逐漸增加,DO突然↑,4．水溫：15～35℃之間20～30℃，效果好，活動旺盛，,＜15℃，＞35℃，效果↓，活動弱，,＜5℃，＞45℃，效果很差，,5．pH值最佳的pH值為6.5～8.5當pH＜6.5，絲狀菌繁殖，pH＜4.5，絲狀菌占優(yōu)勢當pH＞9.0，代謝速率↓6．有毒物質主要是重金屬，H2S、CN－、酚等，當超過一定濃度時，就會破壞細胞結構，抑制代謝。有毒物質的極限允許濃度見表4-4P105,（1）MLSS濃度——混合液懸浮固體濃度〈混合液污泥濃度〉：mg/L混合液；g/L混合液；g/m3混合液；kg/m3混合液（2）MLVSS濃度——混合液揮發(fā)性懸浮固體濃度,二、主要設計—運行參數(shù)1.表示混合液中活性污泥數(shù)量的指標（曝氣池）,（1）SV,（2）SVI,,2.表示活性污泥的沉降性能的評定指標（二沉池）,●SVI在習慣上只稱數(shù)字，而把單位略去●SVI值能夠反映活性污泥的凝聚、沉降性能●要維持曝氣池一定的MLSS（如3000mg/L）的情況下，SVI值越高，則要求的污泥回流比R就越大，但當SVI值高達400mL/g時，則難于用提高R來維持曝氣池一定的MLSS濃度。見圖4-8：SVI-MLSS-R之間關系，(Ｐ8).●城市污水，曝氣池SVI介于70---100之間。,3.θC——污泥齡（生物固體平均停留時間）。定義：曝氣池內(nèi)活性污泥總量（VX）與每日排放的污泥量（△X）之比。用θc表示。系統(tǒng)中每日增長的活性污泥量應等于每日排出的剩余污泥量（ΔX）,見圖4-13,θC的定義式,（4－8）,,（4－7）,將△X（4-7）式代入（4-8）式：,,,,,（4-9）,（4-10）,經(jīng)驗公式(4-11),Xr是活性污泥特性和二沉池沉淀效果的函數(shù)。,(4-25),污泥齡與污泥去除負荷呈反比關系,4.曝氣池中有機污染物與活性污泥比值的指標,,式中：Sa——污水中有機物濃度，mg/L；X——MLSS濃度，mg/L；V——曝氣池容積，m3,（4-13）,Ns=f(SVI)見下圖4-7,（4-12）,（4-14）,活性污泥系統(tǒng)設計與運行至關重要的兩個參數(shù)之一。,BOD—污泥負荷Ns定義：曝氣池內(nèi)單位重量活性污泥在單位時間內(nèi)能夠接受并將其降解到預定程度的有機物量。BOD—容積負荷Nv定義：單位池容積在單位時間內(nèi)，能夠接受并將其降解到預定程度的有機物量。,,選定適宜的BODNs:0.2—0.5kg/kgMLSS.d為一般負荷區(qū)<0.1kg/kgMLSS.d為低負荷區(qū)1.5-2.5kg/kgMLSS.d為高負荷區(qū)0.5-1.5kg/kgMLSS.d為污泥膨脹區(qū)，一般不取。,1.0,0.5,,曝氣池內(nèi)，微生物代謝污水中的有機物，同時活性污泥得到增長。(1)活性污泥微生物在曝氣池內(nèi)每日凈增殖量ΔX（kg/d），它是微生物合成反應和內(nèi)源代謝的綜合結果，即,式中：a——污泥產(chǎn)率（污泥轉換率）Sr——污水中被降解、去除的有機污染物量（BOD），kg/d,X——曝氣池混合液含有的活性污泥量，kg/db——自身氧化率（衰減系數(shù)），d－1,（4-15）,5.有機物降解與活性污泥增長動力學,（4-16）,a，b以MLSS為基礎，Y，Kd以MLVSS為基礎,,,,(2)曝氣池內(nèi)活性污泥微生物的凈增殖量ΔX（kg/d）1）單位曝氣池容積內(nèi)活性污泥的凈增殖速度：,,凈增殖速度合成速度內(nèi)源代謝速,（4-18）,Y——污泥產(chǎn)率系數(shù)：MLVSSkg數(shù)/1kgBOD對于生活污水：Y＝0.5～0.65,而合成速度,（4-17）,式中：Kd——微生物自身氧化率（衰減系數(shù)），d-1對于生活污水：Kd＝0.05～0.1,而內(nèi)源代謝速度,2）活性污泥微生物凈增殖的基本方程式：,,Xv——MLVSS,(4-20),(4-19),3）在曝氣池中MLVSS的凈增殖量ΔXv,（4-21）,,,將（4-21）式各項除以VXv得,（4-22）,式中：,剩余污泥量，可按下列公式計算(規(guī)范)：1、按污泥泥齡計算,（6.10.3－1）2、按污泥產(chǎn)率系數(shù)、衰減系數(shù)及不可生物降解和惰性懸浮物計算△X＝YQ（So－Se）－KdVXV＋fQ（SSo－SSe）（6.10.3－2）式中：△X——剩余污泥量（kgSS/d）；V——生物反應池的容積（m3）；X——生物反應池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度（gMLSS/L）；,Y——污泥產(chǎn)率系數(shù)（kgVSS/kgBOD5）20℃時為0.4～0.8；Q——設計平均日污水量（m3/d）；So——生物反應池進水五日生化需氧量（kg/m3）；Se——生物反應池出水五日生化需氧量（kg/m3）；kd——衰減系數(shù)(d-1)；XV——生物反應池內(nèi)混合液揮發(fā)性懸浮固體平均濃度（gMLVSS/L）；f——SS的污泥轉換率，宜根據(jù)試驗資料確定，無試驗資料時可取0.5～0.7（gMLSS/gSS）；SSo——生物反應池進水懸浮物濃度（kg/m3）；SSe——生物反應池出水懸浮物濃度（kg/m3）。,,(3)Nrs——BOD－污泥去除負荷率[kgBOD5/kgMLSS?d],則（4-22）式可寫為：,而,,（4-25）,（4-23）,（4-24）,污泥齡與污泥去除負荷呈反比關系,（4-25）式分析,,Nrv——BOD－污泥容積去除負荷率[kgBOD5/m3?d],a、b一般在工程設計與運行中應用，并以MLSS為基準考慮Y、Kd一般在科研和學術探討上應用，且以MLVSS為計算基準,,6．有機物得降解與需氧——曝氣池內(nèi)混合液需氧量O2的計算（kgO2/d）〈1〉需氧量O2（R）的計算O2=R=aQSr+bVXV（kgO2/d）（4－26）對有機物氧化分解微生物內(nèi)源代謝的自身氧化需氧式中：O2、R——混合液需氧量（kgO2/d）a——微生物氧化分解有機物的需氧率對于生活污水：0.42～0.53O2kg數(shù)/1kgBODb——微生物每天自身氧化的需氧率對于生活污水：0.188～0.11O2kg數(shù)/1kgMLVSS?dV——曝氣池容積m3XV——MLVSS，kg/m3,將（4－26）式中各項均除以VXV得出：（4－27）將（4－26）式各項均除以得出：（4－28）〈2〉分析：?——單位重量活性污泥的需氧量，[kgBOD5/kgMLSS?d]?——每降解1kgBOD的需氧量，（kgO2/kgBOD?d）,,,,?當Nrs高，θC短，則每kg污泥需氧量就大，即單位曝氣池容積的需氧量就多，曝氣強度要大。反之亦然。（4－27）公式?當Nrs高，θC短，去除每kgBOD的需氧量就少，這是因為合成后的微生物自身氧化少，需氧量較少，同時有一部分有機物被活性污泥吸附而來未代謝就隨剩余污泥排出曝氣系統(tǒng)，而未消耗氧。（4－28）一句話來說就是負荷高時，曝氣強度大但總供氧量少〈3〉Y、Kd與a、b的確定?由公式（4-25）作圖4-9（P112）確定Y、Kd?由公式（4-26）作圖4-10（P113）確定a、b,06規(guī)范:曝氣池的污水需氧量，宜按下列公式計算：O2=0.001aQ(So－Se)－c△XV式中：O2—污水需氧量（kgO2/d）；Q—生物反應池的進水流量（m3/d）；So—生物反應池進水五日生化需氧量濃度（mg/L）；Se—生物反應池出水五日生化需氧量濃度（mg/L）；△XV—排出生物反應池系統(tǒng)的微生物量；（kg/d）；a—碳的氧當量，當含碳物質以BOD5計時，取1.47；c—常數(shù)，細菌細胞的氧當量，取1.42。,,某活性污泥曝氣池的設計流量為200m3/h,進、出水BOD5值分別為175mg/L和15mg/L,每日剩余污泥量為294kg,污泥負荷LS為0.3kgBOD5/(kgMLSSd),池內(nèi)混合液懸浮固體平均濃度X為3000gMLSS/L,以BOD5表示的含碳物質的氧當量a為1.47,活性污泥細菌細胞的氧當量c為1.42。試計算：①曝氣池的容積V；②曝氣池的需氧量。,,,,